第九届青年地学论坛

金属核心中轻元素的种类和含量对了解类地行星和卫星的结构、热状态、地球动力和演化具有重要作用。硅 (Si) 已被认为是地球和小天体行星核中主要的候选轻元素，但参考前人对Fe-Si的声速研究结果，仍然缺乏对于面心立方 (fcc) Fe-Si的声速研究。因此在本研究中，我们利用脉冲回波重叠技术结合能量色散x射线衍射 (EDXRD) 测量了含3 wt.%和6 wt.% Si的Fe合金在压力和温度高达6.3 GPa和1273 K时的横波 (V_P)和纵波 (V_S) 波速。在温度为300 K时，Si的加入使体心立方 (bcc) Fe的V_P随Si含量的增加而增加了0.074(15) km/s, V_S降低了0.024(9) km/s。然而，3 wt.% Si对fcc-Fe的影响很小。掺入6 wt.% Si使bcc和fcc相中的Fe在高温下稳定，V_P相对于fcc-Fe的声速增加了0.59 km/s。根据阿波罗地震观测和Fe和Fe-Si合金的V_P, Si不太可能是月球核心中唯一的轻元素。对于水星核，当Si含量小于3 wt.%时，V_P分布在5.65 ~ 6.34 km/s时，水星核处于 fcc 相。而6 wt.% Si可以稳定 bcc 和 fcc 混合相的水星核，V_P分布为6.17 ~ 6.85 km/s。
 

声速,铁合金,内核,类地行星